(57)【要約】      （修正有）【課題】内燃機関の燃料効率を向上させるのに加えて主燃料源を補足するのに十分な量の水素ガスを低コストで生成して内燃機関に供給するためのシステムを提供する。【解決手段】システムは、接続された１次水タンク２４から受け取った水から、水素ガスを生成する少なくとも１つの水素生成ユニット２２を備える。水素生成ユニットは、水の電気分解のための電源ユニット２６からの電力供給を制御する、水素生成ユニットの電気制御ユニット３４にも接続される。水素生成ユニットは、自動車電気制御ユニット３６にも接続され、水素生成ユニットの電気制御ユニットの動作によって、システムが、水素生成ユニットの起動／停止、生成されるべき水素の生産速度、及び１次水タンクとエンジンシステム３２との間に配置されたバックファイア防止ユニット３０を通してエンジンシステムに供給されるべき水素の量を制御することを可能にする。【選択図】図１
0003228812.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
水素ガスを生成して内燃機関に供給するためのシステム（２０）であって、
車両又は自動車のＥＣＵ（３６）に電気的に結合された、車両又は自動車のエンジンシステム（３２）と、
水の電気分解によって水素ガス又はガスの混合物を生成するように構成された少なくとも１つの水素生成ユニット（２２）と、
若干量の水を保持し、前記水を前記水素生成ユニット（２２）に供給するように構成された１次水タンク（２４）と、
前記水の電気分解に使用するために電流を前記水素生成ユニット（２２）に供給するように構成された電源ユニット（２６）と、
前記水素生成ユニットのＥＣＵ（３４）と、
前記１次水タンク（２４）と前記エンジンシステム（３２）との間に配置されたバックファイア防止ユニット（３０）とを備え、
前記車両又は自動車のＥＣＵ（３６）と前記水素生成ユニットのＥＣＵ（３４）との間の通信によって、生成されて前記エンジンシステム（３２）に供給されるべき前記水素生成ユニット（２２）の水素の生成及び供給の調整を前記システム（２０）が可能にする前記水素生成ユニットのＥＣＵ（３４）が、前記水素生成ユニット（２２）、前記電源ユニット（２６）及び前記車両又は自動車のＥＣＵ（３６）に電気的に結合される
システム（２０）。
【請求項２】
前記１次水タンク（４０）に接続された２次水タンク（３８）と、
前記２次水タンク（３８）に結合され、前記電源ユニット（２６）及び前記水素生成ユニットのＥＣＵ（３４）に電気的に接続された電動ポンプ（４０）とを更に備え、
前記水素生成ユニットのＥＣＵ（３４）は、
前記１次水タンクにおいて閾値レベルまで水が消耗していることが検出されたときには、前記電源ユニット（２６）から前記電動ポンプ（４０）への電力の供給を可能にし、前記電動ポンプ（４０）を作動させて前記２次水タンク（３８）から前記１次水タンク（２４）へ水を供給し、
前記１次水タンク（２４）内の水が所定レベルに達すると、前記電動ポンプ（４０）への電力供給を切断して前記電動ポンプ（４０）を停止させる
請求項１に記載のシステム（２０）。
【請求項３】
前記水素生成ユニット（２２）は、
車両又は自動車の構造に固定されるように構成され、前記１次水タンク（２４）によって供給される電解剤として若干量の水を含むようにそれぞれが構成された複数のコンパートメント（６２）の範囲を定める水素生成タンク（６０）と、
前記水素生成タンク（６２）を密封するように構成されたタンクカバー（５２）と、
互いに接続された複数のセルアセンブリ（６６）であって、前記水素生成タンク（６０）の各コンパートメント（６２）の内部に配置された各セルアセンブリ（６６）が、前記電源ユニット（２６）から電流を受け取り、水の電気分解が水素ガス又は水素と酸素との混合物を生成することを可能にするように構成された、複数のセルアセンブリ（６６）とを備える
請求項１又は２に記載のシステム（２０）。
【請求項４】
各セルアセンブリ（６６）は、複数の一定間隔で離して配置された導電金属板（６８）であって、そのそれぞれが、各金属板（６８）が負又は正に充電されることを可能にする正又は負の電極（７１，７３）にそれぞれ接続されるように割り当てられる、複数の一定間隔で離して配置された導電金属板（６８）を備え、
負又は正に充電された前記金属板（６８）のそれぞれは、各コンパートメント（６２）の内部に配置された金属板シーター（７２）上で互いに交互に配置される
請求項３に記載のシステム（２０）。
【請求項５】
前記セルアセンブリ（６６）の前記負又は正に充電された金属板を含む前記正又は負の電極（７１，７３）は、所定の時間間隔で負の充電と正の充電との間で機能を切り替えることを可能にする
請求項４に記載のシステム（２０）。
【請求項６】
前記１次水タンク（２４）は、
前記１次水タンク（２４）を適切な位置に固定することを可能にするために固定手段を受け入れるように構成された１つ以上の固定アーム（１０２）と、
前記１次水タンク（２４）の下方の部分に位置する１次水タンク水出口（９９）を経由して前記水素生成ユニット（２２）に供給されるべき水の供給を受け取るように構成された開口部（９４）又は１次水入口（１１２）と、
最大水レベルセンサ（１０６Ａ）及び最小水レベルセンサ（１０６Ｂ）と、
前記水素生成ユニット（２２）から水素ガス又は水素と酸素との混合物を受け取る１次水タンクガス入口（１０８）と、
前記１次水タンク（２４）によって受け取られた水素又は水素と酸素との混合物が、前記１次水タンク（２４）と前記エンジンシステム（３２）との間に配置されたバックファイア防止ユニット（３０）を経由して前記エンジンシステム（３２）へ通過することを可能にする１次水タンクガス出口（１１０）とを備える
請求項５に記載のシステム（２０）。
【請求項７】
前記２次水タンク（３８）は、
前記２次水タンク（３８）を適切な位置に固定することを可能にするために固定手段を受け入れるように構成された１つ以上の固定部材（４４）と、
水の補充を可能にし、蓋（４２）を備える水受取ポート（４１）と、
前記２次水タンク（３８）の内部の水レベルを見えるようにする２次水タンク水レベルクリアウインドウ（４３）と、
前記２次水タンク（３８）の下方の部分に位置する２次水タンク水出口（３９）とを備え、
前記２次水タンク（３８）は、前記電動ポンプ（４０）、及び前記水素生成ユニット（２２）の制御の助けを借りて、水を前記１次水タンク（２４）に排出し、前記１次水タンク（２４）から前記水素生成ユニット（２２）への水の連続した供給を確実にする
請求項２又は６に記載のシステム（２０）。
【請求項８】
前記水素生成ユニット（２２）は、
前記水素生成ユニットのＥＣＵ（３４）に、前記水素生成ユニット（２２）における温度が設定値を超えたときには前記水素生成ユニットを停止させ、及び／又は、前記水素生成ユニットにおける温度が受け入れ可能な範囲にまで冷却されているときには前記水素生成ユニットを再起動させるために、
前記水素生成ユニット（２２）における温度データを検出、読み取り、又は収集して前記水素生成ユニットのＥＣＵ（３４）に送信するように構成された温度センサ（７８）を更に備える
請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
前記バックファイア防止ユニット（３０）は、前記エンジンシステム（３２）の起こり得るフラッシュッバックの結果としてのいかなる起こり得るバックファイアをも防止する働きをし、前記バックファイア防止ユニット（３０）は、
部分的に水で満たされた容器（３１）と、
前記容器（３１）の内部に配置され、一体化して形成された通路（３５）を有し、前記通路（３５）が前記容器（３１）内に含まれる水の中に配置された、インナーカップ（３３）と、
容器カバー（３７）であって、前記容器カバー（３７）上に配置された容器ガス入口（４９）及び容器ガス出口（２９）を有する、容器カバー（３７）とを備え、
前記インナーカップ（３１）は、前記容器カバー（３７）と一体化して形成され、前記容器カバー（３７）は、前記容器（３１）に結合して前記容器（３１）及び前記インナーカップ（３３）の両方を密封するように構成され、水素ガス又は水素と酸素との混合物を前記１次水タンク（２４）から受け取る前記容器ガス入口（４９）が前記容器カバー（３７）において前記インナーカップ（３１）と連通し、
前記容器（３１）と連通する前記容器ガス出口（２９）は、前記水を通って前記インナーカップ（３１）から漏れる水素ガス又は水素と酸素との混合物が燃焼のために前記エンジンシステム（３２）に流れることを可能にする
請求項１又は８に記載のシステム（２０）。
【請求項１０】
前記車両又は自動車のＥＣＵ（３６）に電気的に結合された前記水素生成ユニットのＥＣＵ（３４）は、前記車両又は自動車のＥＣＵ（３６）に対する前記水素生成ユニットのＥＣＵ（３４）のチューニングが、前記水素生成ユニット（３４）の調整によって前記エンジンシステム（３２）の燃料消費、動作又は走行モードに対応して前記水素を生産及び供給できるようにすることを可能にするように、プログラム可能である
請求項１〜９のいずれか１項に記載のシステム（２０）。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の水素ガスを生成して内燃機関に供給するためのシステム（２０）の水素生成ユニット（２２）であって、
車両又は自動車の構造に固定されるように構成され、前記１次水タンク（２４）によって供給される電解剤として若干量の水を含むようにそれぞれが構成された複数のコンパートメント（６２）の範囲を定める水素生成タンク（６０）と、
前記水素生成タンク（６２）を密封するように構成されたタンクカバー（５２）と、
互いに接続された複数のセルアセンブリ（６６）であって、前記水素生成タンク（６０）の各コンパートメント（６２）の内部に配置された各セルアセンブリ（６６）が、前記電源ユニット（２６）から電流を受け取り、水の電気分解が水素ガス又は水素と酸素との混合物を生成することを可能にするように構成された、複数のセルアセンブリ（６６）と、
前記水素生成ユニット（２２）に電気的に結合された前記水素生成ユニットのＥＣＵ（３４）とを備え、
前記水素生成ユニットのＥＣＵ（３４）は、エンジンシステム（３２）に結合された車両又は自動車のＥＣＵ（３６）と通信し、
前記水素生成ユニットのＥＣＵ（３４）と前記車両又は自動車のＥＣＵ（３６）との間の通信は、前記水素生成ユニット（２２）の水素の生成及び供給の調整が前記エンジンシステム（３２）の燃料消費、動作又は走行モードに対応することを可能にする
水素生成ユニット。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は機械工学に関し、特に、燃料の補充として水素ガスを生成し内燃機関に供給するためのシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料油のような従来の燃料は、世界の多くの地域でより高価になっており、したがって、従来の燃料、又は従来の燃料を補う使用及び従来の燃料の全体的な消費を減少させるための燃料源として、再生可能な代替エネルギー源を探る多くの試みが存在している。
【０００３】
水素エネルギーは代替燃料源として最高の候補の１つである。水素ガス生成装置のさまざまな設計も、水素エネルギーの潜在力を探るために提案されてきた。自動車及び他の輸送車を含む水素駆動車両が知られている。しかし、低コストで、かつ、従来のエネルギー源と競うのに十分大きな量で、水素エネルギーを利用することは、産業界において依然として大きな課題である。
【０００４】
US2005258049は、水を水素ガス及び酸素ガスを含む混合気体に電気分解するための電気分解装置を開示した。電気分解装置は、この混合気体を内燃機関の燃料システムに配送するように構成される。電気分解装置は、２つの原理的電極の間に置かれた水性電解質溶液に少なくとも部分的に浸された１つ以上の補足電極を備える。混合気体は、２つの原理的電極の間に電圧を与えることによって生成される。電気分解装置は、生成された混合気体を集めるためのタンク領域を含む。内燃機関の効率を向上させるための内燃機関の燃料システムと共に電気分解装置を利用する方法も、開示される。
【０００５】
しかし、水素ガスを生成し、内燃機関に供給するための代替システムが望まれる。
【考案の概要】
【０００６】
内燃機関の燃料効率を向上させるのに加えて主燃料源を補足するのに十分な量の水素ガスを低コストで生成する、水素ガスを生成して内燃機関に供給するための代替システムを提供することが、本考案の目的である。
【０００７】
本考案の実施形態において、水素ガスを生成して内燃機関に供給するためのシステムは、少なくとも１つの水素生成ユニットと、１次水タンクと、電動ポンプと、電源ユニットと、水素生成ユニットの電気制御ユニットと、バックファイア防止ユニットと、エンジンの電気制御ユニットと、内燃機関とを備え、これらの全ては、水素を生成し水素の内燃機関への供給を調整するように構成され、エンジンによって消費される従来の燃料を補足又は置換し、エンジンの主燃料源である従来の燃料の消費全体を減少させ、エンジンの燃料効率を向上させる。
【０００８】
実施形態において、システムは、予備の電解剤、すなわち水を保持することが可能な２次水タンクと、予備の水を２次水タンクから１次水タンクへ注入する電動ポンプとを更に備える。
【０００９】
水素ガスを生成し内燃機関に供給するためのシステム（「システム」）の好ましい実施形態の例示的な例においては、電解剤としての水の供給を、水素生成ユニットに接続された１次水タンクから受け取る少なくとも１つの水素生成ユニットが備えられる。
水素生成ユニットは、水素ガス又は水素と酸素との混合物を得るために水の電気分解のための電流を供給する電源ユニットに接続される。１次水タンクは、１次水タンク内の水が所定レベルよりしたまで消耗したときに予備の水を１次水タンクに吐出するように構成された電動ポンプが装備された２次水タンクに、更に接続される。電動ポンプは、水素生成ユニットの電気制御ユニットの制御によって電源ユニットから電力を受けると起動して予備の水を２次水タンクから１次水タンクへ注入する電動ポンプを動かすための電力を供給するバッテリーにも、接続される。水素生成ユニットは、水素生成ユニットの電気制御ユニットにも接続される。水素生成ユニットの電気制御ユニットは、水素生成ユニット及び電動ポンプの両方に電力を供給する電源ユニットにも電気的に接続される。したがって、水素生成ユニットの電気制御ユニットの動作によって、システムは、必要に応じて水素生成ユニット及び電動ポンプの両方を起動又は停止することができる。得られた水素、又は水素と酸素との混合物は、１次水タンクに戻るように導かれ、その後、１次水タンクとエンジンシステムとの間に配置されたバックファイア防止ユニットを通って内燃機関（「エンジンシステム」）のインテークマニホールドに送りこまれる。水素生成ユニットの電気制御ユニットは、自動車又は車両の電気制御ユニットにも接続される。よって、水素生成ユニットの電気制御ユニットと、さまざまなセンサを含む自動車の電気制御ユニットとの間の通信によって、水素生成ユニットの電気制御ユニットは、水素生成ユニットの起動／停止、生成されるべき水素の量又は生産速度、並びにエンジンの燃料効率及び性能を向上させるためにエンジンシステムに送り込まれるべき水素の量を、システムが制御及び調整することを可能にする。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
本考案の特徴及び有利な点が、本考案の例としての実施形態の以下の説明から理解され、その説明においては、非限定的な例として、本考案の原理の好ましい実施形態が添付の図面を参照して説明される。
【図１】図１は、本考案の実施形態による、水素ガスを生成して内燃機関に供給するためのシステム及びそのさまざまな構成要素の図による表現を示す。
【図１Ａ】図１Ａは、本考案の実施形態による、水素ガスを生成して内燃機関に供給するためのシステムの他の実施形態及びそのさまざまな構成要素の図による表現を示す。
【図２】図２は、本考案の実施形態による、水素ガスを生成し内燃機関に供給するシステムの水素生成ユニットの実施形態の例を示す。
【図３】図３は、図２の水素ガスを生成し内燃機関に供給するシステムの水素生成ユニットの実施形態の部分破断図を示す。
【図４】図４は、本考案の実施形態による、水素ガスを生成し内燃機関に供給するシステムの水素生成ユニットの実施形態の分解組立図を示す。
【図５】図５は、本考案の実施形態による、水素ガスを生成し内燃機関に供給するシステムの水素生成ユニットのセルアセンブリ６６の詳細図を示す。
【図６】図６は、本考案の実施形態による、水素ガスを生成して内燃機関に供給するためのシステムの１次水タンクの実施形態の例を示す。
【図７】図７は、本考案の実施形態による、水素ガスを生成して内燃機関に供給するためのシステムの２次水タンクの実施形態の例を示す。
【図８】図８は、本考案の実施形態による、水素ガスを生成して内燃機関に供給するためのシステムのバックファイア防止ユニットの実施形態の例を示す。
【図９】図９は、本考案の実施形態による、水素ガスを生成して内燃機関に供給するためのシステムの水素生成ユニットのカバーの下側の構成の例を示す。
【図１０】図１０は、本考案の実施形態による、水素ガスを生成して内燃機関に供給するためのシステムの水素生成ユニットの複数のユニットに接続されている１次水タンクの設置の例を示す。
【図１１】図１１は、本考案の実施形態による、水素ガスを生成して内燃機関に供給するためのシステムのさまざまな構成要素の間の電気的接続の図による表現を示す。
【図１２】図１２は、本考案の原理による、水素生成ユニットの陰極及び陽極における正電流と負電流との切換え時の電気回路の図による表現を示す。
【考案を実施するための形態】
【００１１】
本考案は、水素ガスを生成して内燃機関２０に供給するための、内燃機関の燃料効率を向上させるのに加えて主燃料源を補足するのに十分な量の水素ガスを低コストで生成するシステムを提供する。以下の説明は、水素ガスを生成し生成された水素ガスを内燃機関２０に供給するためのシステムの例としての実施形態及びそのさまざまな構成要素の例としての実施形態を表す添付の図１から図１１を参照して説明される。以下の説明において、「水素ガスを生成し生成された水素ガスを内燃機関２０に供給するためのシステム」という用語は、「システム２０」というより短い用語と交換可能に使用される。
【００１２】
図１は、水素ガスを生成して内燃機関の吸気マニホールドに供給するためのシステムの実施形態の図による表現を示し、それは、システム２０が少なくとも１つの水素生成ユニット２２を備える本考案の実施形態による「エンジンシステム」３２及びその構成要素と呼ばれる。図１に示された実施形態によると、システム２０は、水素生成ユニット２２に接続された１次水タンク２４から供給される水の電気分解によって水素ガスを生成するように構成された水素生成ユニット２２を備える。水素生成ユニット２２は、水の電気分解に使用するために水素生成ユニット２２に電流を供給するように構成された電源ユニット２６にも接続されている。好ましい実施形態において、電源ユニット２６は、システム２０が自動車で使用される場合には、例えばバッテリーであり、既存の自動車のバッテリーは理想的な電源ユニット２６である。水の電気分解によって、水素ガス、水素ガスの酸素との混合物、又は水素、酸素及び水の混合物が生成されて１次水タンク２４に戻され、１次水タンク２４には、得られた水素ガスが、１次水タンク２４とエンジンシステム３２との間に配置されたバックファイア防止ユニット３０を通して供給され、エンジンシステム３２において、水素ガスがエンジンシステム３２の燃焼室内での燃料の燃焼のための補足的な燃料源として利用される。水素ガスが燃料とともに燃やされるとき、水素ガスは、内燃機関の燃料消費率を減少させるのみではなく、内燃機関の効率をも向上させる。水素生成ユニット２２による水素ガスの生成は、「水素生成ユニットのＥＣＵ」３４と呼ばれる、水素生成ユニット２２に電気的に結合された、水素生成ユニットの電気制御ユニット（ＥＣＵ）によって動的に調整される。水素生成ユニットのＥＣＵ３４は、内燃機関、及びＥＣＵの動作の技術において一般に知られているように、噴射されるべき燃料の量、酸素量に対する燃料の量、内燃機関に流れ込む空気の量等を含む、エンジンシステム３２の機能及び動作をエンジンベイ内の多数のセンサ２８によって調整する自動車のＥＣＵのような、車両の電気制御ユニットに電気的に結合する。本考案の説明の目的のために、車両又は自動車の電気制御ユニット、又はこの考案における車両又は自動車のＥＣＵ３６は、自動車ＥＣＵ３６と呼ばれ、これらの用語は本明細書を通して交換可能に使用され得る。したがって、水素生成ユニットのＥＣＵ３４が自動車ＥＣＵ３６との通信に応じて電源２６に加えて自動車ＥＣＵ３６と通信している間、システムは、内燃機関３２による従来の燃料の消費を減少させ、又は内燃機関の効率又は性能を向上させるために、いつ水素生成ユニット２２を起動／停止させるべきか、内燃機関３２によって利用される水素ガス若しくは燃料の量又は内燃機関３２に供給されている主たる従来の燃料を部分的に補足、補償若しくは置換するために内燃機関３２に供給されることが意図される水素ガスの量に応じて生成されるべき水素ガスの量を含めて、水素生成ユニット２２の水素生成を調整することを可能にする。
【００１３】
図１Ａに示された実施形態によると、システム２０は、電動ポンプ４０に結合された２次水タンク３８を更に備える。１次水タンク２４は、所定値又は所定のレベルより低いレベルまで１次水タンク２４の水が消耗したときに、システム２０の最適で継続的な動作を可能にするために、予備の水を収容して１次水タンク２４に供給するように構成された２次水タンク３８と更に通信する。適度な走行距離を賄うのに十分な量の水素ガスを生成するために連続して水を供給することが理想であるが、かさばり、又は非常に大きな１次水タンク２４を備えることは、ある種の又はある型式の自動車又は車両には、利用可能なスペースが限られているので不可能であり得る。したがって、システム２０のコンパクトな設計を維持する必要性を、同時に適度な走行距離又は内燃機関３２の稼働時間を賄うのに十分な水素ガスを生成するために十分に連続して水を供給もしながら、満たすために、システム２０は１次水タンク２４に接続された２次水タンク３８を更に備える。２次水タンク３８は、蓄えられた水の１次水タンク２４への供給を、２次水タンク３８に接続された電動ポンプ４０の動作によって開始及び停止するように構成される。更に、電動ポンプ４０は、電動ポンプ４０に電力を供給する電源ユニット２６に電気的に接続される。また、電動ポンプ４０は、前述のように電源ユニット２６に接続される水素生成ユニットのＥＣＵ３４にも接続される。よって、１次水タンク２４内の水が限界レベル、例えば閾値レベルにまで消耗したという表示又は信号が存在すると、水素生成ユニットのＥＣＵ３４は、水素生成ユニット２２に水を継続して供給するために、電動ポンプ４０を起動して水を２次水タンク３８から１次水タンク２４へ送り込むために、リレーによって電動ポンプ４０に電力を供給するように電源ユニット２６を設定することによって、状況に対応する。その上に、１次水タンク２４の水のレベルが所定のレベルにまで満たされると、水素生成ユニットのＥＣＵ３４の動作によって、電源ユニット２６からの電気的接続が切断されて電動ポンプ４０を停止させ、電動ポンプ４０が１次水タンク２４へ水を更に送り込めないようにする。したがって、システム２０は、水素生成ユニットのＥＣＵ３４の調整によって、内燃機関３２への水素ガスの連続供給を確実にするために、必要に応じて水素生成ユニット２０及び電動ポンプ４０の両方を起動又は停止することができる。また、水素生成ユニットのＥＣＵ３４は車両のＥＣＵ、すなわち自動車のＥＣＵと通信しているので、システム２０が、生成されるべき水素の量又は生産速度、エンジンシステム３２に供給されるべき水素の量を調整することを可能にし、更には、最適な燃料効率、燃料経済、及びエンジンシステム３２の最適な動作を達成するために、水素生成ユニット２２の起動／停止について、及び水素生成ユニット２２をいつ起動／停止させるべきかを制御することを可能にする。その詳細は、本考案の実施形態の更なる例及び添付の図面を参照して以下に更に説明される。
【００１４】
より詳細には、図２〜４は、水素生成ユニット２２の実施形態の例、及びそのさまざまな構成要素の例としての構成を示す。より具体的には、実施形態によると、水素生成ユニット２２は、水を含むように構成された水素生成タンク６０を備え、水は、１次水タンク３９によって供給され、電解剤（electrolyzing agent）として利用される。好ましくは、水素生成タンク６０は複数のコンパートメントを備えるように構成され、各コンパートメント６２は、電気分解プロセスにおいて使用されて水素を生成する水を含むように構成される。例として、水素生成タンク６０は２個以上のコンパートメント６２を備え得る。各コンパートメント６２を含む水素生成タンク６０は、水を１次水タンク２４から受け取って水素生成タンク６０の低い部分又は底部の近くに配置された水供給パイプ６４に配置された各水注入口６３を経由して各コンパートメント６２に供給する水供給パイプ６４と連通する。各コンパートメント６２を含む水素生成タンク６０は、タンクカバー５２が水素生成タンク６０に係合しているので、水素生成タンク６０の外周部とタンクカバー５２との間に置かれたラバーシール５４の配置によって、各コンパートメント６２と同様に水素生成タンク６０を密封するように構成される。好ましくは、水素生成ユニット２２は複数のセルアセンブリ６６を備え、各セルアセンブリはブリッジング部材８９で互いを接続して、水素生成ユニット２２の内部で電流が流れることを可能にし、各コンパートメント６２の内部においてセルアセンブリ６６がその中に配置される。セルアセンブリ６６は、均等な間隔で隔たり各コンパートメント６２内で垂直に配置された複数の導電性の金属板６８を備える。複数の金属板６８のそれぞれは、アノード若しくはカソードを保持、又はアノード若しくはカソードに接続されるように対応付けられ、アノード付きの金属板６８Ａはカソード付きの金属板６８Ｂと交互に配置され、セルアセンブリ６６がコンパートメント６２の内部の水に沈められ又は浸されると電気分解が起きることを可能にする。図５は、複数の金属板６８、特にアノード付きの金属板６８Ａ及びカソード付きの金属板６８Ｂの様子をより詳細に示す、セルアセンブリ６６の詳細図を示す。図５に示されているように、アノード付きの金属板６８Ａは、共通のアノードブリッジ６９Ａを共用し、カソード付きの金属板６８Ｂは、共通のカソードブリッジ６９Ｂを共用する。アノードブリッジ６９Ａ及びカソードブリッジ６９Ｂのそれぞれは、セルアセンブリ６６の陽極７１及び陰極７３にそれぞれ繋がり、陽極７１及び陰極７３のそれぞれは電源ユニット２６の電極（図示せず）のそれぞれに接続する。
【００１５】
更に、本考案によると、図１２を参照して、自動車ＥＣＵ３４の動作及び信頼できるリレーの構成により、水素生成ユニット２２の陽極７１及び負極７３の機能を入れ替え又は交換することが可能である。例えば、１０分間隔で、金属板を含めて電極７１及び７３の役割が、正に充電から負に充電になるように切り替わることが可能になる。この役割は、システム２０の動作を通して、指定された時間間隔毎に切り替えられる。これにより、アノード付きの金属板６８Ａとカソード付きの金属板６８Ｂとの間でよりバランスのとれた摩耗が促進される。更に、水素生成ユニット２２の動作中に陽極７１において生成される熱は陰極７３において生成される熱と等しくないので、これらの電極７１，７３の機能を切り替えることによって、熱のバランスが保たれ、それによって、水素生成ユニット２２によって生成される熱全体が減少し、よりよい水の電気分解が促進される。オーバーヒートは、電気分解によって水素を生成するのではなく、水を沸騰させ、蒸気を作り出す原因になる。よって、水素生成ユニット２２のオーバーヒートを避けることによって、水素生成ユニット２２がより長い期間動作を続けることが可能になり、したがって、水素の連続した供給が達成できる。
【００１６】
更に、各コンパートメント６２の中において、複数の金属板６８のそれぞれが、各コンパートメント６２の中に配置された金属板シーター７２上に形成された個々のスロット７０内に配置される。詳細については図４を参照されたい。示されているように、金属板シーター７２は、２つの対向する溝付きサイドパネル７２Ａ及び７２Ｂと、ボトムパネル７２Ｃとから形成される。よって、２つの対向する溝付きサイドパネル７２Ａ及び７２Ｂは、セルアセンブリ６６をコンパートメント６２内の適切な位置に保持する対向するスロット７０の各対の間に各金属板６８が案内されることを可能にする複数のスロット７０をもたらす。更に、ボトムパネル７２Ｃは、複数の間隔が開けられたリブ７４を備えるように構成され、各リブはその下側に溝７６が用意される。これらの間隔が開けられたリブ７４は溝７６とともに、コンパートメント６２内の水の循環をよりよくすることを可能にする。
【００１７】
更に、水素生成ユニット２２は、水素生成ユニット２２によって生成される熱量をより少なくするように設計されるのであるが、本考案による水素生成ユニット２２は温度センサ７８を更に備える。水素生成ユニット２２における、すなわち、水素生成タンク６０における温度センサ７８は、水素生成ユニット２２における温度又は温度データを検出、読み取り、又は収集するように構成され、水素生成ユニット２２の点において温度が設定値より上に達したとき、温度センサ７８は、水素生成ユニット２２において受け入れ可能な範囲に温度を低下させるために又は温度を低下させるために、リレーによって電源ユニット２６から水素生成ユニット２２への電源を切るように水素生成ユニットのＥＣＵ３４に指示する信号を、水素生成ユニットのＥＣＵ３４に出力又は送信し、水素生成ユニット２２の停止を引き起こす。水素生成ユニットのＥＣＵ３４と組み合わせての温度センサ７８の制御によって、水素生成ユニット２２の動作は、リレーにより温度が受け入れ可能な範囲に低下すると再開又は再起動され得、水素生成ユニットのＥＣＵ３４は、動作を再開するために電源ユニット２６から水素生成ユニット２２への電源の供給を再接続する。
【００１８】
更に、上述のように、水素生成ユニット２２は、上述のラバーシール５４の助けを借りて水素生成タンク６０を密封するように水素生成タンク６０に組み付けられるように構成されたカバー５２を備える。カバー５２は、ねじ、ナット及びボルト等の適切な固定手段で水素生成タンク６０に組み付けられ得る。水素生成ユニット２２は密封されるように構成されるのに対して、カバー５２は、カバー５２上に一体化して形成された複数の通路８０を備えるように構成され、生成された水素ガス、水素と酸素との混合物、又はガスと水との混合物が各コンパートメントから流出してエンジンシステム３２に配送され得るようにする。図９においても見ていただきたいのであるが、通路８０は、各コンパートメント６２内で生成された水素ガス、水素と酸素との混合物、又はガスと水との混合物が、各コンパートメント６２から各通路８０を経由して、水素ガス、水素と酸素との混合物、又はガスと水との混合物が、水素生成ユニット２２を出て行き水素ガス、水素と酸素との混合物がエンジンシステム３２に移動し続ける１次水タンク２４に流れ込むカバー５２上に配置されたガス出口８４に通じている互いに連結された共通チャネル８２に流出することが可能になるように配置される。水素の生成中、水蒸気又は水滴の混合物が作り出され、そのような水蒸気又は水滴は、水素又は水素と酸素との混合物の流れとともにガス出口８４に向かって運ばれ得る。よって、水素ガス又は水素と酸素との混合物が１次水タンク２４に戻ることを可能にすることによって、水蒸気又は水滴が捕らえられて１次水タンク２４に戻ることが可能になり、水素ガス又は水素と酸素との混合物のみがバックファイア防止ユニット３０を通って結局はエンジンシステム３２へ移動し続けるようにしておく。
【００１９】
更に、カバー５２は、電源ユニット２６の各電極（図示せず）への電気的接続を可能にするために、複数の開口部８６（図９参照）であって、そのような開口部８６を通って突出するように配置されたセルアセンブリ６６の電極７１，７３の位置に対応する位置に配置された、開口部８６をも備える。セルアセンブリ６６の電極７１，７３は、カバー５２と一体化して形成されたチャンバ８８の内部に配置され得る。チャンバ８８は、電極７１，７３を隠し、保護するためにチャンバ８８に結合するように構成されたクロージャ９０を備え得る。
【００２０】
水素生成ユニット２２は、車両又は自動車の構造に水素生成ユニット２２を固定することを容易にする固定部材９２を備える。例としての実施形態において、固定部材９２は、水素生成タンク６０の下部又は底部に近い側面に配置される。よって水素生成ユニット２２は、適切な固定手段を使用して車両の構造に固定され得る。もちろん、同じ機能及び目的を果たす限り、固定部材９２の他の形状及び位置も可能である。
【００２１】
上述のように、水素生成ユニット２２は、１次水タンク２４から水を受け取る。理想的には、動作中、水素生成ユニット２２内の水のレベルは、電解容量の最適化、金属板の消耗の抑制、及び生成された水素又は水素と酸素との混合物の１次水タンク２４への循環の増大のために、常に金属板６８より上に維持されるべきである。
【００２２】
図６は、本考案による、水素ガスを生成して内燃機関２０に供給するためのシステムの１次水タンク２４の実施形態の例を示す。１次水タンク２４は、ステンレス鋼及びアルミニウムを含む、錆びない耐久性のある材料から作られ得る。１次水タンク２４は、水素生成ユニット２２の内部における水素の生成のための電解剤として、水を含むように構成される。水は次に、好ましくは１次水タンク２４の下部に近い位置に配置される１次水タンク水出口９９を経由して、水素生成ユニット２２に供給され、１次水タンク２４は水素生成ユニット２２の水供給パイプ６４に接続される。１次水タンク２４が水素生成ユニット２２に水を供給するメカニズムは、重力によることを含む。よって、このメカニズムが採用される場合、その効果を得るために、設置時に、１次水タンク２４は水素生成ユニット２２より高い位置に配置されることが必要である。１次水タンク２４は、水を保持するための空洞の形を定め、水の補充を可能にする開口部９４を備える。開口部９４は、開口部９４を封止するためにキャップ９６のアセンブリを受け入れるように構成される。更に、１次水タンク２４は、清掃又は他のメンテナンスのための１次水タンク２４の排水を容易にするために排水孔９８も備える。排水孔９８は、排水栓１００で封止され得る。更に、１次水タンク２４は、設置時に１次水タンク２４を適切な位置に保持する構造に１次水タンク２４を固定することを可能にする適切な固定手段を受け入れるように構成された１つ以上の固定アーム１０２も備える。実施形態において、１次水タンク２４は、水レベルの視覚による観察をさせ、車両のコントローラ又は運転者にいつ水の補充が必要かを知らせる水レベル表示ウインドウ１０４を備える。実施形態において、１次水タンク２４は、最大−最小水レベルセンサ１０６Ａ，１０６Ｂを備える。最大水レベルセンサ１０６Ａは、最大保持容量において１次水タンク内部の水が、水素生成ユニット２２から受け取られエンジンシステム３２に向かって通過する水素ガス又は水素と酸素との混合物の移動を妨げ又は妨害しないように、水の補充の間に最大水レベルを車両のコントローラ又は運転者に知らせる表示を提供する。最小水レベルセンサ１０６Ｂは、いつ水の補充が必要であるかを車両のコントローラ又は運転者に知らせる表示又は通知を提供する。この特徴は、システム２０が２次水タンク３８を有さず１次水タンク２４において手動で水の補充をする必要がある場合に、役立つ。最大−最小水レベルセンサ１０６Ａ，１０６Ｂの目的及び機能は、以下でも更に述べられる。
【００２３】
更に重要なことには、１次水タンク２４は、水素ガス、水素と酸素との混合物、又はガスと水との混合物を水素生成ユニット２２から受け取り、水素、又は水素と酸素との混合物をエンジンシステム３２に渡すように構成されている。したがって、１次水タンク２４は、水タンクガス入り口１０８及び水タンクガス出口１１０も備える。水タンクガス入り口１０８は、水素ガス、水素と酸素との混合物、又はガスと水との混合物を水素生成ユニット２２から受け取るために、水素生成ユニット２２のガス出口８４に接続される。受け取られた水素ガス、及び水素と酸素との混合物は、次に水タンクガス出口１１０を経由してエンジンシステム３２に渡される。システム２０が２次水タンク３８を更に備える実施形態においては、１次水タンク２４は、水を２次水タンク３８から受け取る１次水タンク水入り口１１２も更に備える。
【００２４】
上述のように（図１Ａも参照）、実施形態において、システム２０は２次水タンク３８を更に備える。図７は、１次水タンク２４の水が限界レベル又は設定値より下にまで消耗したことを水素生成ユニットのＥＣＵ３４が検出したときに１次水タンク２４に分配される予備の水を収容する容器として機能する２次水タンク３８の実施形態を示す。したがって、２次水タンク３８は、パイプライン又はチューブ等によって１次水タンク２４に接続され、２次水タンク３８からの水は、電動ポンプの助けで、２次水タンク水出口３９から１次水タンク水入り口１１２を経由して１次水タンク２４に排出される。好ましくは、２次水タンク水出口３９は、２次水タンク水出口３９が排水孔としても働く底部のような、２次水タンク３８の下部に位置する。２次水タンク３８は、２次水タンク３８への水の補充を受け取る水受取りポート４１も備える。２次水タンク３８を封止するために、蓋４２が水受取りポート４１に設けられ、蓋４２は水受取りポート４１に結合するように構成される。１次水タンク２４と同様に、２次水タンク３８は、最大及び最小水レベルの表示を有し２次水タンク３８内の水レベルを見ることを可能にする２次水タンク水レベルクリアウインドウ４３も備え得る。２次水タンク水レベルクリアウインドウ４３は、任意の時点における２次水タンク３８内に残された水の量、及び補充の間に２次水タンク３８内の水レベルを最大レベルにするために補充されるべき水の量を表す測定目盛を伴い得る。また、２次水タンク３８は、設置の際に２次水タンク３８を正しい位置に固定するための固定部材４４も備える。１次水タンク２４における水レベル表示ウインドウ１０４及び２次水タンク水レベルクリアウインドウ４３は、１次水タンク２４及び２次水タンク３８のそれぞれの中の水レベルの視覚的表示又は通知を提供する働きをする。したがって、水レベル表示手段の他の形状及び構成が、同じ目的及び機能を果たす限り可能である。
【００２５】
動作中に、水素生成ユニット２２のＥＣＵからのコマンド又は信号の結果として電源ユニット２６から電動ポンプ４０へ供給される電力を受信すると、水を２次水タンク３８から１次水タンク２４に注入するために、電動ポンプ４０は２次水タンク３８に結合される。上述のように、水ポンプ４０は、電源ユニット２６に加えて水素生成ユニット２２のＥＣＵにも電気的に接続され、電源ユニット２６もそれ自身、水素生成ユニット２２に電気的に接続されている水素生成ユニット２２のＥＣＵに電気的に接続される。その結果、水レベルセンサ、例えば水素生成ユニット２２における、すなわち１次水タンク２４における最小水レベルセンサ１０６Ｂは、起動され、水素生成ユニット２２のＥＣＵに信号を送信する。水素生成ユニット２２のＥＣＵは、その信号の処理後、電源ユニット２２から電動ポンプ４０への電力の供給を可能にし、電動ポンプ４０と電源ユニット２６の間の電気的接続を完成して、電動ポンプ４０が２次水タンク３８から１次水タンク２４へ水を注入できるようにする。１次水タンク２４における水レベルが最大水レベル又予め設定された値に達するとき、最大水レベルセンサ１０６Ａは、電動ポンプ４０と電源ユニット２６の間の電気的接続を切断することによって、水素生成ユニットのＥＣＵ３４に水ポンプ４０を停止させるよう指示する信号を水素生成ユニットのＥＣＵ３４へ送信する。すなわち、水レベルが予め設定された最大レベルに達すると、最大水レベルセンサ１０６Ａを起動させる（水が、センサ回路が起動することを可能にする媒体として働くので）。これは、１次水タンク３４から水素生成ユニット２２への水の連続した供給を確実にし、それによって、電気分解の最適な速度を維持し、エンジンシステム３２への水素ガスの連続した供給を確実にする。２次水タンク３８から１次水タンク２４へ水を自動的に補充することができるので、水の補充を必要とする前に、車両又は自動車が、より長い時間動作し、又はより長い距離若しくはより多くのマイル数を移動することが可能になる。
【００２６】
本考案によると、生成された水素ガス、又は水素と酸素との混合物は、１次水タンク２４とエンジンシステム３２との間に配置されたバックファイア防止ユニット３０を経由してエンジンシステム３２に送り込まれる。バックファイア防止ユニット３０は、エンジンシステム３２の起こり得るフラッシュバックの結果としてのいかなるバックファイアをも防止する働きをする。図８に示されるバックファイア防止ユニット３０は、部分的に水で満たされた容器３１と、容器３１内に配置され通路３５を有するインナーカップ３３とを備え、その通路３５を容器３１内に含まれる水の中に配置する。通路３５付きのインナーカップ３３は、容器３１に結合するように構成され容器３１とインナーカップ３３との両方を封止する容器カバー３７と一体化して形成される。その容器ガス入口４９は、容器カバー３７上に配置され、インナーカップ３３と連通し、１次水タンク２４から水素ガス、又は水素と酸素との混合物を受け取る。受け取られた水素ガス、又は水素と酸素との混合物は、インナーカップ３３の通路３５に送られ、その後、水を通して容器３１から出ること、及び容器カバー３７上に配置され容器３１と連通し引き続き燃焼のためにエンジンシステム３２と連通する容器ガス出口２９に流れ込むことが可能になる。インナーカップ３３は、水素生成ユニット２２が停止される場合、水素生成ユニット２２内に真空効果をもたらすので、非常に重要な機能を果たす。インナーカップ３３がなければ、水が容器３１から水素生成ユニット２２へ完全に引き込まれ、水素生成ユニット２２が再起動されると、容器３１にはエンジンシステム３２からの起こり得るいかなるバックファイアをも阻止する水が残されておらず、このことはシステム２０に損傷を引き起こし得る。インナーカップ３３を有することによって、水素生成ユニット２２が停止されたときに、水は引き寄せられてインナーカップ３３内に集められ、水素生成ユニット２２が再起動されると、水は、容器３１に一気に戻り、エンジンシステム３２からの起こり得るいかなるバックファイアをも阻止する準備ができる。
【００２７】
更に、上述のように、本考案によるシステム２０は、少なくとも１つの水素生成ユニット２２を備える。したがって更なる実施形態において、システム２０は１つ以上の水素生成ユニット２２を備え得る。例えば、より大きな燃料消費率を有するエンジンシステム３２の実施形態において、より多くの量の水素をエンジンシステム３２に供給することができる２つの水素生成ユニット２２を有するシステム２０を提供することが可能である。図１０を参照されたい。この例において、上述したような構成要素の全体及び本考案の原理は同じであり、１つより多くの水素生成ユニット２２が存在する実施形態において、各水素生成ユニット２２は単に、１次水タンク２４の水出口９９を水素生成タンク６０の水供給パイプ６４に接続するパイプラインを含む共通のパイプラインと、各水素生成ユニット２２のガス出口８４を１次水タンクガス入口１０８に接続する共通のパイプラインとを共用し得る。
【００２８】
更に、上述のように、水素生成ユニット２２、電源ユニット２６、及び水ポンプ４０は、水ポンプ４０の起動／停止（電源ユニット２６の制御によって）を含む水素生成ユニット３４の起動／停止を制御するために、温度センサ７８、及び水レベルセンサ１０６Ａ，１０６Ｂと通信する水素生成ユニットのＥＣＵ３４につながっている。更に、水素生成ユニットのＥＣＵ３４は、自動車ＥＣＵ３６にも接続されている。よって、水素生成ユニットのＥＣＵ３４は、水素生成ユニットのＥＣＵ３４と、エンジンシステム３２のさまざまなセンサを含む自動車ＥＣＵ３６との間の通信によって、水素生成ユニット２２の起動／停止、生成されるべき水素の量又は生産速度、並びにエンジンの燃料効率及び性能を向上させるためにエンジンシステム３２に送り込まれるべき水素の量を、システム２０が制御及び調整することを可能にする。
【００２９】
図１１は、本考案の原理による、水素生成ユニット２２、電源ユニット２６、電動ポンプ４０、水素生成ユニットのＥＣＵ３４、エンジンシステム３２、及び自動車ＥＣＵ３６を含むシステム２０の間の接続の例を示す。見ることができるように、水素生成ユニットのＥＣＵ３４は、噴射された燃料の量、酸素量に対する燃料の量、エンジンに流入する空気量等に関するセンサ２８を含むエンジンベイ内の多数のセンサ２８によってエンジンシステム３２の動作及び働きを管理する自動車ＥＣＵ３６と電気的に通信し、よってそのようなセンサ２８は例えば、エンジンシステム３２の内燃機関の技術において一般に知られているように、ＴＰＳ，ＦＲＰ，ＭＡＰ，ＭＡＦ，ＡＵＸ，ＳＶＣを含む。したがって、水素生成ユニットのＥＣＵ３４と自動車ＥＣＵ３６との間の接続によって、システム２０を、必要な水素、又はエンジンシステム３２のエンジンの燃料消費、動作若しくは走行モードに応じた水素を生産及び供給するように構成することが可能である。これは、異なる仕様のエンジンとの使用について、又は、エンジンがさまざまな種類の燃料で動作しているか否か、つまり、ガソリンディーゼル、バイオディーゼル、ＬＰＧ若しくはＣＮＧで動作するエンジンであるか否か、若しくは単一シリンダのエンジン若しくは２〜８シリンダのエンジンであるか否かにかかわらず、本考案によるシステム２０に互換性があるようにすることを可能にする。
【００３０】
更に、本考案によると、燃料経済を向上させるためのみではなく、燃料の燃焼効率も向上させるために、エンジンシステム３２による燃料噴射を減少させ、減少した燃料の量を水素で補償することが可能である。本考案によると、水素生成ユニットのＥＣＵ３４は、エンジンシステム３２の燃料の必要性に対応するようにプログラム可能である。一例においては、エンジンシステム３２の測定された毎分回転数（ＲＰＭ）に応じて水素生成ユニット２２へより少ない又はより多くの電流を送るように、水素生成ユニットのＥＣＵ３４を構成することが可能である。つまり、毎分回転数が低いときには、水素生成ユニット２２に送られる電流も小さくされ、その結果より少ない量の水素が生成される。しかし、燃料を節約するために、量が少なくされた燃料を水素で代わりに補足又は補償しながら、
エンジンシステム３２により少ない量の燃料を燃焼のために噴射し続けさせるように自動車ＥＣＵ３６をだますことが可能である。これは、水素生成ユニット２２によって生産されてエンジンシステム３２に供給される水素の量を調節してエンジンの燃料経済及び燃料効率を向上させるために、自動車ＥＣＵ３６及びそのセンサ２８によって処理されるべき可変の電流を送るように、水素生成ユニットのＥＣＵ３２をプログラミング又はチューニング（tuning）することによって達成される。好ましい筋書きにおいては、燃料を節約するために、水素生成ユニットのＥＣＵ３２をプログラミング又はチューニングすることによって、自動車ＥＣＵ３６及びそのセンサ２８は、酸素、空気流等のより小さな又はより低い測定値を検出してより小さな／より低い量の燃料を噴射し、水素生成ユニット２２はより多くの量の水素を生成してエンジンシステムに供給し、より少ない量で噴射される燃料の量を補償してエンジンの性能を維持する。以下に更に説明される例１〜４においてチューニングのさまざまな例を参照されたい。更に、水素生成ユニットのＥＣＵ３４はまた、水素生成ユニット２２から出力される水素をエンジンの動作又は走行モードに対応するように最適化し、最高の燃料経済、向上されたエンジン効率を達成するために、自動車ＥＣＵ３６によって予め設定されたエンジンシステム３２のさまざまなセンサ２８のパラメータを変更するようにプログラム又はチューニングされ得る。
【００３１】
更に、本考案の原理によると、水素生成ユニットのＥＣＵ３４が自動車ＥＣＵ３６に電気的に接続されているとき、水素生成ユニット２２によって生産されるべき水素を、エンジンシステム３２の必要に合わせるように管理することが可能である。したがって、本考案によると、システム２０は、自動車の走行モード、例えば市街地走行モード又は郊外走行モードと対応させて水素を生産するために、動作プログラムを切り替えることが可能である。市街地走行モードは、交通量が多いことが期待され、自動車がより低い速度で運転される市街地の通りを自動車が走る状況を示す。この状況において、エンジンシステム３２の毎分回転数は低く、自動車が消費する燃料は少なく、よって燃料を節約するために削減されるべき燃料は限られる。また、この市街地走行モードにおいて、電気分解は電源ユニット２６からの電力を消費するので、水素生成ユニット２２は必要以上に水素を生産してはならないということは重要である。言い換えると、エンジンシステム３２の毎分回転数が低い間（又は自動車が低速で運転されるとき）に水素生成ユニット２２によって多くの水素が生産されると、より多くの燃料が消費されるという結果になる。そればかりではなく、自動車が低速で走行している間により多くの量の水素を生産すると、水素生成ユニットのオーバーヒートの可能性も増加する。更に、水素の生産が多いと、最終的には熱になるより多くの電力が必要となり、また自動車が低速で走行しているので、空気での放熱は自動車がより速い速度で走行するときほど効果的ではない。対照的に、郊外走行モードは、交通量が少なく、自動車がより高い速度で走行する郊外の通りを自動車が運転される状況を示す。この状況において、エンジンシステム３２の毎分回転数は高く、自動車はより多くの量の燃料を消費する。したがって、燃料噴射を減少させより多くの量の水素を送り込むことによって、減少した燃料を補償し、自動車の燃料消費を低下させることが可能であり、それは最終的には燃料経済を向上させる。郊外走行モードの間、エンジンシステム３２によってより多くの水素の出力が利用され、高い速度で走行中は空気での放熱がより効果的になるので、水素生成ユニットにより多くの量の電力が送られるにもかかわらず、オーバーヒートの問題はより少ない。したがって、上述のことに基づいて、水素生成ユニット２２によって生産されるべき水素の量を、自動車の走行モード又は燃料消費率に合わせて調節する能力は、自動車の異なる走行モードの間で切り替えをする能力とともに、非常に有利なことである。
【００３２】
以下は、水素生成ユニットから出力される水素をエンジンの動作又は走行モードに対応するように最適化し、最高の燃料経済、向上されたエンジン効率を達成するために、自動車ＥＣＵ３６において予め設定されたエンジンシステム３２のさまざまなセンサ２８のパラメータに合うように、又はこれらのさまざまなセンサ２８のパラメータをリセットするように、水素生成ユニットのＥＣＵ３４をチューニングする例である。この例におけるエンジンシステム３２は、ピックアップトラック「トヨタビゴ（VIGO）」の２．５ｃｃディゼルエンジンである。
【００３３】
【表１】
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【００３４】
最小値及び最大値は、エンジンシステム３２にいかなる損傷も引き起こさない、エンジンシステム３２によって許容できる指示される最大値又は最小値を表す。例を参照されたい。
【００３５】
例１：燃料レール圧力センサ（ＦＲＰ：Fuel Rail Pressure）センサのチューニング
ＦＲＰ、市街地走行モード
【００３６】
【表２】
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【００３７】
ＦＲＰ、郊外走行モード
【００３８】
【表３】
0003228812.tif 000005
【００３９】
燃料レール圧力センサは、燃料レール内の圧力を自動車ＥＣＵ３６に示す。その車におけるＦＲＰの実際の測定値より約１０〜２０％小さくＦＲＰを設定することによって、レール内の圧力が増加し、結果として、燃料のよりよい又はより完全な燃焼をより良くする、燃焼室に噴射された燃料と水素とのよりよい混合を可能にするより小さな燃料の液滴が得られる。
【００４０】
例２：マニホールド絶対圧力（ＭＡＰ：Manifold Absolute Pressure）センサ又はエアフローセンサのチューニング
ＭＡＰ、市街地走行モード
【００４１】
【表４】
0003228812.tif 000006
【００４２】
ＭＡＰ、郊外走行モード
【００４３】
【表５】
0003228812.tif 000007
【００４４】
ＭＡＰは、エンジンシステム３２の最適な燃焼を計測するのに必要な燃料を求めるために自動車ＥＣＵ３６によって使用される。ＭＡＰセンサの実際の測定値より低く（ボルトとして測定される）ＭＡＰをチューニングすることによって、信号を自動車ＥＣＵ３６に送信される前に水素生成ユニットのＥＣＵ３４に転送することによって、低くされた数値がエンジンシステム３２に、噴射するべき量より少ない量の燃料を噴射させ、それによって、水素生成ユニットのＥＣＵ３４は、水素生成ユニット２２にその少ない量の燃料を補償するためにより多くの水素を生成及び供給させ、その結果、エンジンシステム３２の燃料消費がより少なくなる。
【００４５】
例３：マスエアフロー（ＭＡＦ：Mass Air Flow）センサのチューニング
ＭＡＦ、市街地走行モード
【００４６】
【表６】
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【００４７】
ＭＡＦ、郊外走行モード
【００４８】
【表７】
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【００４９】
マスエアフロー（ＭＡＦ）センサをＭＡＰセンサと同じ原理でチューニングすることも可能である。ＭＡＦセンサの実際の測定値より低く（ボルトとして測定される）ＭＡＦをチューニングすることによって、信号を自動車ＥＣＵ３６に送信される前に水素生成ユニットのＥＣＵ３４に転送することによって、低くされた数値がエンジンシステム３２に、噴射するべき量より少ない量の燃料を噴射させ、それによって、水素生成ユニットのＥＣＵ３４は、水素生成ユニット２２にその少ない量の燃料を補償するためにより多くの水素を生成及び供給させ、その結果、エンジンシステム３２の燃料消費がより少なくなる。
【００５０】
例４：酸素センサ（ＡＵＸ）のチューニング
ＡＵＸ、標準
【００５１】
【表８】
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【００５２】
ＭＡＰ及びＭＡＦをうまく小さくするために、酸素センサ又はラムダによって測定される酸素及び燃料の割合が、Aux-inとAux-outとが同じになるように、チューニングされるべきであることが重要である。つまり、もし酸素及び燃料の割合が同じではなく、自動車ＥＣＵ３６がより少ない量の燃料しかないことを（ＭＡＰ及びＭＡＦを小さくした結果として）検出すると、ＥＣＵは、エンジンシステム３２により多くの燃料を噴射させ、燃料噴射を少なくしようとする試み（ＭＡＰ及びＭＡＦを小さくすることによって）を行わせない。
【００５３】
前述の説明から、水素ガスを低コストで、主燃料源を補足しエンジンの燃料効率を向上させるのに十分な量で生成する、水素ガスを生成して内燃機関に供給するための代替システムが実現され得ることが明らかであり、よって本考案の目的が達成される。
【図１】
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【図１Ａ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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